膨润土对煤矸石溶出重金属Zn2+的吸附研究

采用淋溶吸附试验,考察煤矸石淋溶液pH值、膨润土用量、吸附时间、重金属浓度4个指标,研究膨润土对煤矸石淋溶液中重金属Zn²⁺的吸附效果。结果表明,吸附过程在96 h后达到平衡状态;最佳膨润土掺量为30%,该掺量下吸附达到平衡时Zn²⁺吸附率均大于72%;吸附平衡状态下,膨润土对煤矸石淋溶液中Zn²⁺吸附量随pH值增加而减小;吸附过程符合双常数模型。     

广西田东天然钙基膨润土对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

为开发天然钙基膨润土在处理含铜废水和铜污染土壤修复方面的应用,以广西田东天然钙基膨润土为原料,采用批式吸附试验考察不同温度下膨润土用量、初始pH和溶液初始浓度对Cu~(2+)吸附效果的影响,研究膨润土对Cu~(2+)的吸附过程动/热力学特征。当膨润土用量为5 g/L、初始pH值为5,温度为35℃和Cu~(2+)初始质量浓度为300 mg/L时,膨润土对Cu~(2+)饱和吸附量为42.84 mg/g;热力学计算结果表明,吸附是自发、吸热的过程;准二级吸附动力学方程和Langmuir吸附等温线拟合结果表明,膨润土对Cu~(2+)的吸附为单分子层吸附、以化学吸附为主;结合平衡时溶液中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+浓度变化规律及吸附前后层间距变化,证实主要吸附类型为离子交换吸附。天然钙基膨润土对Cu~(2+)的吸附效果较好,在含铜废水处理和铜污染土壤修复领域是一种经济环保且有应用前景的非金属矿物材料。     

二氧化硅微球对水中Cu2+吸附行为研究

探索改良St?ber工艺制备的二氧化硅微球对水溶液中Cu2+离子吸附性能。通过X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分析、氮气吸附-脱附等分析表征了二氧化硅微球结构与性能。考查了温度、时间、Cu2+离子初始浓度、吸附剂投加量等因素对吸附效果的影响,探讨了吸附动力学特性与等温吸附过程。结果表明,选择0.1g二氧化硅微球对50 mL初始浓度100 mg/L铜离子溶液在40℃条件下进行240min吸附实验,可脱除98.49%的铜离子;伪二级动力学模型可更好地拟合吸附行为,吸附等温线符合Langmuir模型;最大理论吸附量为52.5243 mg/g(40℃)。制备的二氧化硅微球对溶液中Cu2+离子具有良好吸附性能。     

矿物材料对含Cu~(2+)酸性矿山废水的吸附-聚沉效果

采用碱性及吸附性强的环境矿物材料膨润土、钢渣及其混合物对含Cu2+酸性矿山废水进行对比处理试验研究,结果表明:膨润土、钢渣混合后比单一膨润土和单一钢渣的处理效果更好,膨润土、钢渣混合后可发生吸附-聚沉协同作用,更有利于Cu2+的去除。对于p H值为3.5~4,Cu2+质量浓度为50 mg/L的含Cu2+酸性矿山废水,当膨润土、钢渣质量混合比分别为5∶5和8∶2时,在投加量为2 g/L时,去除效果较好。吸附反应120 min时,可使废水p H值分别达到8.67和7.21,Cu2+去除率分别为95.80%和93.94%;膨润土、钢渣复合吸附剂对铜离子的吸附过程符合伪二级动力学方程,相关系数均可达到0.998以上,其吸附过程以化学吸附为主,并伴有液膜扩散及颗粒内扩散。膨润土、钢渣混合材料可作为处理含Cu2+酸性矿山废水的优良吸附材料,5∶5膨润土-钢渣复合吸附材料效果更好。     

膨润土对废水中Ni2+的吸附特性研究

为考察膨润土作为吸附剂对含Ni²⁺废水的处理效果,配制不同Ni²⁺初始浓度的溶液作为模拟废水,以山东莱阳鑫达矿业有限公司的天然钙基膨润土为吸附剂进行吸附试验。结果表明：随着Ni²⁺初始浓度的增加,膨润土对Ni²⁺的吸附率逐渐降低;膨润土对Ni²⁺的吸附率随固液比的增加而提高,但增加固液比降低了单位吸附剂的利用率,还提高了后续处理的难度;振荡速度对于膨润土吸附效果影响不大,可以忽略;随着pH值的提高,膨润土对Ni²⁺的去除率逐渐提高;Ni2+的初始浓度为100 mg/L、固液比为12.5 g/L、无振荡,自然pH时,Ni²⁺去除率可达95%以上。为考察溶液pH对膨润土吸附Ni²⁺的影响,考察了不同pH条件下膨润土对Ni²⁺的饱和吸附量,并对其机理进行了分析,结果表明：当溶液pH<7时,H+会与Ni²⁺发生竞争吸附从而降低Ni²⁺吸附率;pH值的提高有利于Ni²⁺的去除,但pH>7.5后Ni²⁺的水解成为主要去除机制;不同pH下,Ni²⁺的不同存在形态也对吸附率产生了影响。试验结果对膨润土作为吸附材料的工业化应用具有指导意义。     

粉煤灰基质滤料对铜(Cu~(2+))的吸附研究

研究了一定量的粉煤灰基质滤料对溶液中可溶性Cu2+的静态吸附性能,考察了初始浓度、温度、溶液体积对粉煤灰基质滤料的吸附性能的影响,分析了不同条件下粉煤灰基质滤料的吸附过程。结果表明,最佳吸附温度约为85℃时,去除率达到91.43%。另外,随着Cu2+初始浓度的增大,滤料对Cu2+的吸附量增加,但吸附去除率下降;而当Cu2+的溶液体积增大时,滤料对Cu2+的单位吸附量减少,去除率降低。     

新疆有机化改性膨润土吸附水中金属离子的研究

考察了新疆夏子街钠基膨润土及有机化改性膨润土对水溶液中金属离子的吸附能力,重点研究了有机膨润土吸附水溶液中金属离子的工艺条件,以及有机膨润土的粒径和吸附次数对吸附效果的影响。实验表明:有机膨润土对金属离子的吸附能力明显优于原土;溶液的pH值对吸附效果影响较大;有机膨润的粒径对吸附效果影响较小;有机膨润土对Cr6+、Hg2+、Cu2+金属离子的吸附符合吸附等温方程。     

钠基蒙脱石对Cu2+的吸附研究

为了寻找高效、低成本、无二次污染地解决重金属离子污染问题的方法,以提纯钠化后的蒙脱石(Na-mnt)为吸附剂,在对其进行性能表征的基础上,进行了Cu²⁺吸附试验,考察了Cu²⁺初始浓度、溶液的初始pH、吸附温度及吸附时间对Cu²⁺吸附的影响,并通过Langmuir、Freundlich等温吸附模型及动力学方程从热力学与动力学角度分析了Na-mnt对Cu²⁺的吸附机理。结果表明：Na-mnt对Cu²⁺的吸附平衡数据符合Langmuir等温模型,吸附过程是一个非自发的放热反应过程,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

改性吸附剂对水中Cu(Ⅱ)的去除效果研究

以改性有机肥为吸附剂吸附水中Cu(Ⅱ),探究了Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附时间、吸附温度、吸附剂用量、转速和溶液初始pH值等因素的影响。结果表明,pH=5、温度30 ℃、转速150 r/min时,改性吸附剂吸附Cu(Ⅱ)在2 h达到吸附平衡;吸附剂用量为8 g/L时,吸附量最大;吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附曲线符合Langmuir方程,说明其吸附为单层吸附。     

高岭土对废水中Cu~(2+)吸附性能的试验研究

研究高岭土用量、pH值、吸附时间以及初始Cu2+质量浓度等因素对吸附效果的影响。正交试验结果表明,影响Cu2+去除率的因素排序为:pH吸附时间高岭土用量初始Cu2+质量浓度。最优的试验方案:废液量为100 mL,pH=7.0,吸附时间为2 h,高岭土用量为6.0 g,初始Cu2+质量浓度为25 mg/L。在此条件下,Cu2+去除率可达到98.9%,Cu2+的最大吸附量为23.26 mg/g。吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程,说明高岭土对铜离子是典型的单分子层吸附。     

钠基膨润土对重金属离子Cu2+， Zn2+，Cd2+ 的吸附实验

通过等温吸附试验,研究了钠基膨润土对不同浓度的Cu²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺的吸附情况,结果表明,钠基膨润土对Cu²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺有很好的吸附作用,等温吸附曲线符合Langmuir 方程,吸附容量随金属离子浓度的增加而增大,并趋于平稳,通过吸附实验发现钠基膨润土对重金属离子的吸附具有选择性,吸附容量的大小顺序为Cu²⁺＞Zn²⁺＞Cd²⁺.研究表明,钠基膨润土是一种良好的土壤改良剂,可降低土壤中重金属的有效性,且不产生二次污染.     

热改性粉煤灰对水中铜的动态吸附研究

以热改性粉煤灰作为吸附剂，采用固定床吸附装置，探究了床层高度、流量、初始浓度等因素对Cu2+动态吸附曲线的影响。在此基础上进行了动态吸附模型的研究，分别研究了Thomas、Yoon-Nelson和Adams-Bohart三种吸附模型。同时也探讨了双组分污染物体系中MFA对Cu2+的动态吸附效果。结果表明，Cu2+的穿透时间随初始离子浓度和流量的增加而缩短，随床层高度的增加而延长。MFA吸附Cu2+的动态行为符合Thomas和Yoon-Nelson模型。降低床层高度、增加初始浓度和流量可以提高Cu2+的吸附速率。根据MFA吸附Cu2+前后的表征，吸附主要机理包括含氧官能团与Cu2+的络合和Na+等阳离子与Cu2+的离子交换。在双组分污染物体系中，溶液中的Zn2+、Pb2+对MFA的Cu2+吸附均产生抑制作用，其影响大小为Pb2+>Zn2+。      

天然及改性膨润土吸附废水中Pb2+、Ni2+、Cd2+ 的试验研究

用山东潍坊涌泉某膨润土厂生产的天然钙基膨润土和改性膨润土对模拟含Pb²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺的废水分别进行了试验研究。结果表明,该厂的天然钙基膨润土和改性膨润土对废水中的Pb²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺有较高的去除率,可以作为重金属离子Pb²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺的吸附剂使用     

赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究

利用赤泥基吸附剂对废水中重金属离子开展吸附特性研究,以酸性废水中Cu²⁺、Zn²⁺为研究对象,借助吸附动力学模型、吸附等温线、FTIR、XRD等手段探究了赤泥基吸附剂的吸附机理。结果表明：赤泥基吸附剂对重金属离子Cu²⁺、Zn²⁺的吸附过程属于单分子层吸附,Langmuir吸附等温线拟合得出吸附剂对Cu²⁺、Zn²⁺的最大吸附量分别为33.12 mg/g、129.88 mg/g,符合准二级动力学模型。赤泥基吸附剂中Si-O-Si键与Cu²⁺、Zn²⁺发生相互作用,吸附过程为化学吸附。该研究为铝工业固废赤泥的回收利用提供了新途径。     

粉煤灰对煤矸石酸性重金属淋滤液的修复作用

采用批处理吸附实验和柱状淋溶模拟实验,分析粉煤灰吸附重金属、处理煤矸石酸性重金属淋滤液的效果及机理。结果表明：① 粉煤灰对Pb2+、Cu2+、Cd2+ 和Zn2+的吸附等温线符合Freundlich等温模式,吸附过程符合准二级反应动力学模型,且均在30 min内达到吸附平衡,随着pH增加,4种重金属离子吸附率逐渐增加并趋于平衡（Pb、Cu、Cd、Zn分别在pH=3.5、6.0、7.5、8.0时达到平衡）,在酸性环境下粉煤灰对4种金属离子具有较好的吸附性能;② 在重金属竞争性吸附中,共存离子的存在抑制了目标离子的吸附,其中Pb受共存离子的影响最小,粉煤灰吸附强弱顺序为Pb>Cu>Cd>Zn;③ 煤矸石柱状淋溶试验中,煤矸石淋滤液呈现较强酸性、较高重金属浓度的酸性矿山废水特征,而在粉煤灰处理中,淋滤液的pH值呈中性,重金属离子浓度显著下降,其主要机制为粉煤灰吸附、碱性中和、重金属与Fe共沉淀等。研究表明,实验用粉煤灰具有修复煤矸石酸性重金属淋滤液的潜力。     

电气石净化处理含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)废水的研究

主要探讨了电气石对含Pb2+、Cu2+、Cd2+废水净化处理的适宜条件。研究了电气石颗粒的粒径、电气石用量、吸附时间以及pH值对吸附率的影响。实验结果表明,随着电气石粒径的减小其吸附重金属离子的效果增强,电气石吸附铅、铜、镉离子的最佳条件为:电气石粒径500 nm;对处理含Pb2+、Cu2+、Cd2+浓度为50μg/mL的工业废水,电气石用量分别为0.5 g、0.8 g、1.0 g;吸附时间为60~70 min;pH值为6.5;吸附容量的顺序为Pb>Cu>Cd。     

铜离子在钙基蒙脱石上的吸附解吸行为

吸附去除水溶液中重金属离子是废水处理研究最主要内容之一,而它的工业应用受限于吸附剂的解吸效率。利用动力学及Langmuir等温模型研究了铜离子在钙基蒙脱石上的吸附解吸行为。结果表明:吸附容量和去除率主要受铜离子初始浓度及溶液pH值的影响,当初始浓度为40.84 mg/L且pH6时,99%的铜离子可被蒙脱石吸附去除。吸附过程符合伪二级动力学和Langmuir等温模型,线性相关性均在99%以上,吸附容量的实验值与Langmuir模型计算值相吻合。吸附的铜离子很容易在高浓度的氯化钠溶液中解吸出来,解吸率可达90%。连续4次吸附解吸后蒙脱石仍保持较强的吸附能力,且每次解吸后因层间为更易交换的钠离子,使前两次再生的蒙脱石吸附容量高于首次钙基蒙脱石的吸附容量。利用XRD对吸附及解吸前后的蒙脱石进行表征,结果与上述实验一致。     

六偏磷酸钠抑锌浮铜分选过程中的微量热动力学机理

在单矿物浮选试验的基础上,结合微量热法和吸附量测试研究了六偏磷酸钠对黄铜矿和闪锌矿的作用效果,旨在从热动力学角度阐释六偏磷酸钠的抑制作用机理,为铜锌硫化矿的高效浮选分离提供依据。浮选试验结果表明：pH=9时,浓度为2×10-4 mol·L-1的六偏磷酸钠对黄铜矿与Cu2+活化后的闪锌矿有较好分离效果,与不添加六偏磷酸钠相比,黄铜矿浮选回收率由95.15%小幅降至90.77%,而Cu2+活化后的闪锌矿浮选回收率则由85.13%大幅降低至28.51%。微量热测试结果表明,乙硫氮在黄铜矿和Cu2+活化后的闪锌矿表面吸附过程的表观活化能分别为36.95 kJ·mol-1和57.28 kJ·mol-1,经六偏磷酸钠作用后,乙硫氮在两种矿物表面吸附的表观活化能分别升高了13.07%,37.08%,而表观活化能差值则显著升高了80.72%。这表明乙硫氮更容易在黄铜矿表面吸附,六偏磷酸钠可以显著增大了乙硫氮在Cu2+活化后的闪锌矿表面的吸附难度,而对乙硫氮在黄铜矿表面的吸附影响较小,从而扩大两者的可浮性差异,吸附量测试结果也支持了这一结论。     

大洋富钴结壳选矿尾矿的表面改性及应用研究

采用酸、碱、盐、有机物等药剂对大洋富钴结壳选矿尾矿进行了单一及复合改性处理,并将改性后的尾矿直接用于吸附模拟废水中的Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子,以评价改性效果。结果表明,NaOH、CJ盐和有机物CMB可以提高大洋富钴结壳选矿尾矿的吸附能力,其中CJ盐的改性效果最佳。当CJ占矿重百分比为25%时,CJ改性后尾矿对Cu2+和Pb2+的最大吸附率分别可达49.86%和97.70%,比未改性尾矿的吸附率分别要高出23%和9%以上;而对于Cd2+和Zn2+来说,当CJ占矿重百分比分别为50%和75%时,CJ改性后尾矿对它们的吸附率达最大,分别为38.86%和61.45%,比未改性尾矿的吸附率要高出10%和20%以上。